(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１材料を備えているバレルと、
第２材料を備えているハンドルと、
バレルをハンドルに結合する遷移部と、を備えており、
遷移部の少なくとも外側部分が、第１材料及び第２材料と異なる第３材料を備えており、第３材料が、第１材料及び第２材料よりも低い軸方向剛性を、有しており、
第３材料内に埋め込まれた第４材料を更に備えており、
第４材料が、エラストマーゴム、エラストマーウレタン、及びエラストマー発泡体のうちの少なくとも１つからなっている、ことを特徴とする、ボールバット。
【請求項２】
第１材料と第２材料とが、同じ材料からなっている、請求項１に記載のボールバット。
【請求項３】
第３材料が、繊維ガラスを備えている、請求項１に記載のボールバット。
【請求項４】
繊維ガラス材料が、複数のプライとして具現化され、プライのそれぞれが、少なくとも、実質的に、ボールバットの長手方向軸から１０から２０度の角度で配向されている、請求項３に記載のボールバット。
【請求項５】
第３材料が、ボールバットのハンドルの少なくとも一部にまで延びている、請求項１に記載のボールバット。
【請求項６】
バレルが、バレルの閉塞端に隣接する第４材料を更に備えており、
第４材料が、第１材料よりも低い軸方向剛性を有している、請求項１に記載のボールバット。
【請求項７】
第３材料と第４材料とが、同じ材料からなっている、請求項６に記載のボールバット。
【請求項８】
第３材料が、グラファイト、アラミド、ＰＢＯ、及びＵＨＭＷＰＥからなる群から選択された少なくとも１つの材料からなっている、請求項１に記載のボールバット。
【請求項９】
第３材料が、第１材料及び第２材料の少なくとも１つの軸方向ヤング率の３０％から７０％の軸方向ヤング率を有している、請求項１に記載のボールバット。
【請求項１０】
第３材料が、第１材料及び第２材料の少なくとも１つの軸方向ヤング率の４０％から６０％の軸方向ヤング率を有している、請求項１に記載のボールバット。
【請求項１１】
第３材料が、４から６ｍｓｉの軸方向ヤング率を有している、請求項１０に記載のボールバット。
【請求項１２】
第１材料を備えている第１領域と、
第２材料を備えている第２領域と、
第１領域を第２領域に結合する第３領域と、を備えており、
第３領域の外側部分が、第１材料及び第２材料と異なった第３材料を備えており、
第３材料が、第１材料及び第２材料よりも低い軸方向ヤング率を有しており、
第３材料内に埋め込まれた第４材料を更に備えており、
第４材料が、エラストマーゴム、エラストマーウレタン、及びエラストマー発泡体のうちの少なくとも１つからなっている、ことを特徴とする、ボールバット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００４年７月２９日提出の米国特許出願第１０／９０３，４９３号、２００５年１月１２日提出の第１１／０３４，９９３号、２００５年３月１１日提出の第１１／０７８，７８２号、２００５年６月１４日提出の第１１／１５２，０３６号、及び、まだ割り当てられていない２００５年７月２２提出の出願に対する優先権を主張するものである。
【０００２】
野球及びソフトボールバット製造業者は、高い耐久性、性能特性の向上、屈曲性の向上、及び、感触の向上を示すボールバットの開発を試み続けている。単壁構造及び、最近では多数壁構造を有する中空のバットが開発されている。
【背景技術】
【０００３】
単壁バットは、概ね、バレル部内に単一の管状バネを具備している。多数壁バレルは、通常、同じ材料組成又は異なる材料組成物で構成される２つ以上の管状バネ、又は同様の構造をバレル部内に具備している。これらの多数壁バット内における管状バネは、通常、互いに接触していて摩擦継手を形成しているか、溶着又は結合接着剤によって互いに結合しているか、互いに離れていて摩擦のない継手を形成しているかである。管状バネが構造用接着剤、又は他の構造用結合材料を用いて結合されている場合は、バレルは実質的に単壁構造である。
【０００４】
中空のバットは、通常、「トランポリン効果」として知られる現象を示し、これは、実質的に、バットとボールとの動的な結合の結果としてバットバレルを離れるボールの反発速度に関している。コンタクト時に、バットが投球されたボールに対して高い反発速度を提供するように、高い「トランポリン効果」を有するボールバットを構成することが概ね好ましい。
【０００５】
多数壁バットは、典型的な単壁設計及び硬質な木材設計において可能な、許容できるバレルのたわみ量以上にたわみ量を増やすことを目的として開発された。これらの多数壁構造は、バレル材料の材料限界を超えて応力を増大させることなく、概ね付加的なバレルのたわみを提供する。したがって、多数壁バレルは通常、より効率的にエネルギーをボールに伝達し返す。一般的に、多数壁バットは、バレル層間の剪断界面の分離を通じてバレルの剛性を下げることにより高い性能を達成する。低いバレル剛性は、特に非効率的なボールの変形を減少させ、バレルの変形を増加させる。バレルの変形は、ボールに衝突エネルギーを戻す上でより効率的であり、したがって、性能の向上をもたらす。
【０００６】
多数壁ボールバット１００の例を図１に示す。ボールバット１００のバレル１０２は、外壁１０６から分離される内壁１０４を具備しており、内壁１０４は、界面剪断制御領域（ＩＳＣＺ）１０８、又は、エラストマー層、摩擦継手、結合阻害層、又は他の好適な剪断制御領域又は層等の、層によって分離される。内壁及び外壁１０４、１０６のそれぞれは、通常、１つ以上の繊維強化複合材料からなる１つ以上のプライ１１０を具備している。追加的又は代替的に、内壁及び外壁１０４、１０６の一方又は双方は、アルミニウム等の金属材料を、具備している。
【０００７】
多数壁バットが単壁バットと異なる１つの点は、多数壁バレル内ではＩＳＣＺを通じた、すなわち、これらの壁間の剪断界面を分離するバレル壁の間の領域を通じた剪断エネルギーの伝達がない。歪みエネルギー平衡の結果、単壁バレル内に剪断変形を生み出すこの剪断エネルギーが、多数壁バレル内で曲げエネルギーに変換される。曲げ変形がエネルギーの伝達において剪断変形よりも効率的であることから、多数壁バットの壁は通常、単壁設計よりも低い歪みエネルギー損失を示す。したがって、ボールバットの効率的な衝突動力学を生み出すため、又は、より効率的な動的結合である「トランポリン効果」を生み出すためには、単壁バレルよりも多数壁バレルが概ね好ましい。
【０００８】
例えば、図２は、典型的な木製バットバレル、典型的な単壁バットバレル、及び、典型的な二重壁バットバレルの相対性能特性のグラフによる比較を示す。図２が示すように、通常、二重壁バットは、単壁バット及び木製バットよりも、バレルの全長にわたってより良い性能を有する。二重壁バットは、バレルの全長にわたって、概ね、良い結果を生み出すものの、これらの結果は、バレルの「スイートスポット」から離れて衝突が生じるに従い低くなる。
【０００９】
スイートスポットは、バットからボールへのエネルギーの伝達が最大となるバレル内の衝突位置であり、選手の手へのエネルギーの伝達は最小となる。スイートスポットは、バットの打撃中心（ＣＯＰ）と、バットの最初の３つの振動軸方向基本モードの重ね合わせとの交点に概ね位置する。通常、バットの自由端から約４から８インチであるこの位置は（図２ではバレルの自由端から６インチとして示すが、単なる例示にすぎない）、バットが基本曲げモードで振動している場合は移動しない。その結果、ボールがスイートスポットに衝突した場合、バットの振動エネルギー損失は最小であり、バットを振る選手はわずかな振動しか感じず、あるいは全く振動を感じない。
【００１０】
ボールが、一次振動ノード又はＣＯＰの近傍ではないバットの位置に衝突した場合、バットは、基本及び高調波モード形状に変形する。この変形の大きさは、励起されたモードと、振動ノード及びＣＯＰから衝突位置への距離と、の一次関数である。もしバットのモード形状への加速が顕著に高く、特定の周波数であるならば、バットは振動して衝撃波を発生する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
衝撃波は高速で進み、そのエネルギー次第では、選手の手をしびれさせることもある。しびれは、通常、ＣＯＰから離れた衝突から、及び／又は、ボールバットの一次振動ノードから離れた衝突によるモード振動から、帰結する、剛性体の回転によるバットハンドルのずれから生じる。この種の衝突は通常「芯から外れた打撃」と称され、それは、バットバレルの「スイートスポット」が通常、ＣＯＰ及び最初の一次振動ノードが互いに近接しているバットバレル全長のほぼ中央に位置するからである。芯から外れた打撃から生じるしびれは、選手にとって不快で苦痛を伴うものであり、したがって、望ましくないものである。しびれを最小化し、バットの「感触」を向上させるためには、芯から外れた打撃から生じる衝撃波を、バットのハンドルに到達する前に吸収し、あるいは減衰しなければならない。
【００１２】
更に、スイートスポットとバレルの自由端との間、及び、スイートスポットとバットのテーパ部又は遷移部（あるいはそれ以上）との間のバレル領域は、特に、スイートスポットで生じるような最適な性能特性を示さず、それは、振動及び回転慣性の作用から生じるエネルギー損失のためである。実際、図２に示すように、典型的なボールバットにおいては、衝突位置がスイートスポットから離れるにつれて、バレルの性能は著しく減少する。その結果、最適な結果を達成し、しびれるバットの振動を避けるためには、選手は投球されたボールに対して正確なコンタクトを行う必要があり、これは概ね、非常に難しいことである。
【００１３】
バット設計における別の重要な要素は、バットの「キックポイント」の位置である。キックポイントは、バットの回転中に生じる慣性に起因するボールバットにおける最大曲率の点である。キックポイントが低いバット（すなわち、曲げが手のすぐ上で生じるバット）は高いエネルギーを排出することができるが、遅れる傾向があり、その結果、バット全体の性能が低下する。一方、キックポイントの高いバット（すなわち、曲げがバレルの近くで生じるバット）は、しばしば効果的となるに十分な反跳エネルギーを欠き、これは、この位置における通常のバットの直径が比較的大きいためであり、その結果、このようなバットのこの領域は非常に硬い。
【００１４】
したがって、性能の向上、屈曲性の向上、及び感触の向上を示すボールバットの必要性が存在し、特にボールがスイートスポットから離れてボールバットに当たった場合のために必要である。更に、改良された単壁バットの必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
ボールバットは、材料選択及び積層調整の結果、性能の向上、屈曲性の向上、あるいは、感触特性の向上を示す。ボールバットは単壁でも多数壁複合ボールバットでもよく、任意に金属又は他の好適な材料を具備している。
【００１６】
第１形態においては、バットの性能及び／又は感触は、バットバレル内への界面剪断制御領域（ＩＳＣＺ）の戦略的な配置の結果、バレルのスイートスポットから離れて位置する領域内で向上する。付加的に又は更に、ＩＳＣＺをバットハンドル及び／又はバットのテーパ部内に戦略的に配置することもでき、これらの部分のコンプライアンス及び全体の性能が向上する。
【００１７】
付加的な又は更なる形態においては、ボールバットは、１つ以上の複合材料の多数の層を具備している。バット内の１つ以上の近隣領域よりも顕著に低い軸方向剛性を有する、１つ以上の全体衝撃減衰（ＩＳＡ）領域が、「芯を外れた」打撃から生じる衝撃波を減衰するために提供される。衝撃波がＩＳＡ領域に入ると、衝撃波は吸収又は減衰される。振動抑制、衝撃減衰、剛性制御、屈曲性の向上、及び／又は、感触の向上を提供するために、ＩＳＡ領域をボールバットの遷移領域、ハンドル、及び／又は、バレルに組み込んでもよい。
【００１８】
付加的な又は更なる形態においては、ボールバットは、バットバレルのスイートスポットから離れて位置する領域内で性能の向上を示し、これはこれらの領域内の離散薄膜調整の結果として生じる。一般的に、スイートスポットから離れたバットバレルの領域において、１つ以上の層又は薄膜が、これらの領域内のバットバレルの半径方向コンプライアンスが増加するように、すなわち、半径方向剛性を減少するように調整されるため、層又は薄膜は、バレル機構の向上を通じて、むしろバレルのスイートスポットと同じように機能する。付加的に又は更に、バットハンドル、及び／又は、バットのテーパ部内の１つ以上の薄膜を調整して、これらの領域内の半径方向コンプライアンスを増加（又は減少）させてもよい。
【００１９】
付加的な又は更なる形態においては、複合ボールバット内に、１つ以上の緩衝要素が主にボールバットの１つ以上の振動の腹に、又はその近傍に設置され、振動緩衝及びバット「感触」の向上を提供する。緩衝要素を、粘弾性材料、及び／又は、エラストマー材料で、及び／又は、他の振動減衰材料で構成してもよく、ボールバットのバレル、ハンドル、及び／又は、テーパ部又は遷移領域に設置してもよい。
【００２０】
付加的な又は更なる形態においては、集中屈曲領域が、ボールバットの遷移部内（及び／又はバレル内、及び／又はハンドル内）に具備されている。集中屈曲領域は、ボールバット内の周囲の構造材料の軸方向の弾性率より低い軸方向の弾性率を有する緩衝材料を具備している半径方向外側領域と、ボールバット内の長手方向の近隣構造領域の外径より小さい外径を有する半径方向内側構造領域と、で構成される。
【００２１】
本発明の他の特徴及び利点は以下に記載する。上述した本発明の特徴は、別個に、又は共に、又は１つ以上の特徴の種々の組み合わせで用いることができる。本発明は、上述した特徴のサブコンビネーションの形でも存在する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】多数壁ボールバットの部分断面図である。
【図２】典型的な木製バレルと、典型的な単壁バットバレルと、典型的な二重壁バットバレルとの相対性能特性を比較するグラフである。
【図３】ボールバットの側面図である。
【図４】４つの別個の「多数壁」実施形態にかかる、図３に示すバットバレルのゾーン１〜３の断面図である。
【図５】４つの別個の「多数壁」実施形態にかかる、図３に示すバットバレルのゾーン１〜３の断面図である。
【図６】４つの別個の「多数壁」実施形態にかかる、図３に示すバットバレルのゾーン１〜３の断面図である。
【図７】４つの別個の「多数壁」実施形態にかかる、図３に示すバットバレルのゾーン１〜３の断面図である。
【図８】典型的な二重壁バットバレルと、「多数壁」バットを作成するために多数の界面剪断制御領域を利用するバットバレルとの、相対性能特性を比較するグラフである。
【図９】２つの別の実施形態にかかる、図３に示すバットバレルのゾーン１〜３の断面図である。
【図１０】２つの別の実施形態にかかる、図３に示すバットバレルのゾーン１〜３の断面図である。
【図１１】ボールバットのテーパ部内に位置するＩＳＡ領域を具備するボールバットの部分側面断面図である。
【図１２】ボールバットのハンドル内に位置し、テーパ部内にまで延びるＩＳＡ領域を具備するボールバットの部分側面断面図である。
【図１３】ボールバットのハンドル内に位置し、テーパ部内にまで延びているサンドイッチ構造ＩＳＡ領域を具備しているボールバットの部分側面断面図である。
【図１４】ボールバットのバレル内に位置する多数のＩＳＡ領域を具備するボールバットの部分側面断面図である。
【図１５】グラファイトのプライとＳガラスのプライとが、ボールバットの長手方向軸に対して種々の角度で配向された場合の、軸方向及び半径方向のヤング率を表示する表である。
【図１６】バットバレルの性能を最適化するために、典型的なバットバレルの各領域内に必要な半径方向コンプライアンスの量を概念的に示すグラフである。
【図１７】図３に示すバットバレルのゾーン１〜３の少なくとも一部の断面図である。
【図１８】典型的な二重壁バレルと離散薄膜調整を用いる最適化されたバットバレルとの相対性能特性を比較するグラフである。
【図１９】ボールバットの側面図である。
【図２０】図１９のセクションＸの部分断面図である。
【図２１Ａ】一実施形態にかかる図２０のセクションＹの拡大図である。
【図２１Ｂ】別の実施形態にかかる図２０のセクションＹの拡大図である。
【図２１Ｃ】別の実施形態にかかる図２０のセクションＹの拡大図である。
【図２２】一実施形態にかかる、ボールバットの卓越振動の腹の概念的な位置を示すボールバットの側面図である。
【図２３】集中屈曲領域を具備するボールバットの部分側面断面図である。
【図２４】集中屈曲領域の考えられる一構成の部分断面側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図面では、同一の参照符号はいくつかの図を通して同一の部分を表す。
【００２４】
以下、本発明の種々の実施形態を説明する。以下の説明は、これらの実施形態の十分な理解と説明を可能とするための具体的な詳細を提供する。しかし当業者は、本発明が、これらの詳細の多くが無くても実施し得ることを理解するであろう。更に、種々の実施形態の重要な説明を不必要に曖昧にすることを避けるために、いくつかの周知の構造又は機能の詳細を表示又は説明しないこともある。
【００２５】
以下に示した説明内で用いる専門用語は、本発明の特定の具体的な実施形態の詳細な説明に関連して用いられているが、広く合理的に解釈されるべきものである。特定の用語を以下で強調することもあるであろうが、専門用語を制限的に解釈すべき場合には、この詳細な説明の項の中で、その旨を明白に具体的に定義することとする。
【００２６】
図３に示すように、野球又はソフトボールバット１０（以下「ボールバット」又は「バット」と称する）は、ハンドル１２と、バレル１４と、ハンドル１２をバレル１４に結合する遷移領域又はテーパ部１６と、を具備している。ハンドル１２の自由端は、グリップエンド１８あるいは同様の構造を具備している。バレル１４は、好適なキャップ、栓、その他の端閉鎖部２０によって閉鎖されることが好ましい。バット１０の内部は、中空であることが好ましく、これはバット１０を比較的軽くすることを容易にするため、ボールプレイヤーがバット１０を振る際に、相当なバットスピードを生むことができる。
【００２７】
ボールバット１０は、２０から４０インチの全長を有することが好ましく、２６から３４インチであることが更に好ましい。バレル全体の外径は、２．０から３．０インチであることが好ましく、２．２５から２．７５インチであることが更に好ましい。典型的なバットは、２．２５、２．６２５、又は２．７５インチの直径を有する。これらの全長及びバレルの直径、更に、あらゆる好適な寸法の様々な組み合わせを有するバットが、ここで検討される。バット寸法の具体的な好ましい組み合わせは、一般的にバット１０の使用者が決定するものであり、使用者間で大きく異なり得るものである。
【００２８】
バットバレル１４は、単壁構造でも多数壁構造でもよい。多数壁構造であるならば、バレル壁は、米国特許出願第１０／９０３，４９３号に詳細に説明されるように、１つ以上の界面剪断制御領域（ＩＳＣＺ）によって分離され得る。使用されるいかなるＩＳＣＺも、約０．００１から０．０１０インチの半径方向厚みを有することが好ましく、０．００４から０．００６インチであることがより好ましい。その他あらゆるサイズの好適なＩＳＣＺを代替的に使用してもよい。
【００２９】
ＩＳＣＺは、結合阻害層、摩擦継手、スライド継手、エラストマー継手、２つの異なる材料（例えば、アルミニウムと複合材料）間の界面、あるいは、バレルを「多数壁」に分離するための、その他あらゆる好適な要素又は手段を具備している。結合阻害層が使われる場合、それはフッ素高分子材料で作られていることが好ましく、例えば、Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）（ポリフッ化エチレン）、ＦＥＰ（フッ化エチレン・プロピレン）、ＥＴＦＥ（エチレン・テトラフルオロエチレン）、ＰＣＴＦＥ（ポリクロロトリフルオロエチレン）、又はＰＶＦ（ポリフッ化ビニル）、及び／又は、ＰＭＰ（ポリメチルペンテン）、ナイロン（ポリアミド）、セロファン等の他の好適な材料である。
【００３０】
一実施形態では、１つ以上のＩＳＣＺが、バレル材料の層と一体化し、あるいは埋め込まれ、これによって、バレル１４が、一体型多数壁構造としての働きをする。この場合、バレルの少なくとも一端におけるバレル層が、一体型多数壁構造を形成するために混合されることが好ましい。ボールバット１０全体を「一体型」として形成してもよい。一体型バット設計とは、バレル壁を相当に厚くするように作用する隙間、挿入部、外被、又は結合構造を有さないバット１０のバレル１４、テーパ部１６、及び、ハンドル１２に、概ね関している。このような設計においては、特徴的なラミネート層が荷重条件下で全て一致して作用するように、ラミネート層はバレル構造と一体化していることが好ましい。この一体型の設計を達成するために、バット１０の層は共に矯正されることが好ましく、したがって、層が一連の連続した管（挿入部又は外被）で作られて各管の端部の肉厚が異なるということがないようにする。
【００３１】
１つ以上のＩＳＣＺの周りに、板バネの端部を拘束するように、バレル壁を一体型構造として融合することにより、安定し、耐久性のあるアッセンブリを提供し、特にバレル１４の末端部で衝突が生じる際に有効である。多数のラミネート層をまとめることにより、システムがユニット化された構造として働くことを保証し、他の層から独立して機能する層がなくなる。バレルの末端部に応力を再分散することにより、局所応力が減少し、バットの耐久性が向上することとなる。別の多数壁の実施形態では、バット、及び／又は、バレル層は、いずれの端部においても融合されない。
【００３２】
１つ以上のバレル壁のそれぞれは、１つ以上の複合プライ２５により構成されることが好ましい。プライを構成する複合材料は、繊維強化されていることが好ましく、例えば、ガラス、グラファイト、ホウ素、カーボン、アラミド（例えば、Ｋｅｖｌａｒ（登録商標））、セラミック、金属の繊維、及び／又は、その他あらゆる好適な構造繊維材料を具備しており、好ましくは、エポキシの形態、又は他の好適な形態である。各複合プライは、約０．００２から０．０６０インチの厚みを有することが好ましく、より好ましくは、０．００３から０．００８インチである。他のあらゆる好適な厚みのプライを代わりに使用してもよい。
【００３３】
一実施形態では、バットバレル１４は、ハイブリッド金属複合構造を有してもよい。例えば、バレルは、複合材料で構成される１つ以上の壁と、金属材料で構成される１つ以上の壁とを具備している。又は、複合材料と金属材料とが、特定のバレル壁内に散在していてもよい。バレルがアルミニウム部、複合部のような金属部を具備する場合、以下に詳細に説明するように、複合部の領域をバレルの最適化のために調整してもよい。別の実施形態では、高強度カーボンナノチューブ複合構造のようなナノチューブが、代替的又は追加的にバレル構造に用いられてもよい。
【００３４】
バットバレル内の壁数の増加は、バットバレル内で許容されるたわみを増加させ、また、１つ以上のＩＳＣＺの戦略的な配置を通じて、剪断エネルギーを曲げエネルギーに変換する。その結果、バットのトランポリン効果が向上する。しかし、既存の多数壁バットでは、バレルの全長にわたって最適な結果を達成することはできず、それは、衝突がスイートスポットから離れて生じるに連れ、バレルの性能が自然と低下するからである。
【００３５】
この説明のために、図３〜７、１６、及び１７に示すように、バットバレル１４は３つの概念的な領域又はゾーンに分割される。第１領域２１、又は「ゾーン１」は、ほぼ、ボールバット１０のテーパ部１６から、バットバレル１４の（上述の）「スイートスポット」に近い位置にまで広がる。第２領域２２、又は「ゾーン２」は、ほぼ、バットバレル１４の自由端から、スイートスポットに近い位置にまで広がる。第３領域２４、又は「ゾーン３」は、第１及び第２ゾーン２１、２２の間に広がり、バレル１４のスイートスポットを具備している。
【００３６】
これらのゾーンの実際の寸法及び位置は異なってもよく、ゾーンの総数もまた異なってもよい。更に、個々のゾーンが異なる長さを有してもよく、異なる領域を占有してもよい。例えば、ゾーン１がボールバット１０のテーパ部１６内にまで広がってもよく、無数のゾーンをバレルの全長（又はそれ以上）に沿って定めてもよく、ゾーン３がゾーン２より狭くてもよく、また、その他の構成も可能である。したがって、図示の具体的なゾーン１〜３は、単に説明を容易にするために用いるものである。
【００３７】
ゾーン１及び／又は２においてバレルの性能を高めるために、これらのゾーンの片方又は双方におけるＩＳＣＺの戦略的な配置によって作成される別の「多数壁」アプローチを利用してもよい。図４に示すバレルの一実施形態では、第１ＩＳＣＺ３０が、バットバレル１４のゾーン３内に設置されている。第１ＩＳＣＺ３０を、バレル１４における剪断応力が最大となるバットバレル１４の中立軸に、又はその近傍に設置することが好ましい。このようにして、最適な量の剪断応力を曲げ応力に変換することが可能となる。代替的に、第１ＩＳＣＺ３０を、バットバレル１４のゾーン３内のあらゆる別の半径方向の位置に設置してもよい。バレル１４が均質の等方性層で構成されている場合は、中立軸は、バレル壁の半径方向のほぼ中点に位置する。バレル１４に複数の複合材料が使用されている場合は、及び／又は、材料が均一に分配されていない場合は、中立軸は別の半径方向の位置に存在してもよく、この位置は容易に決定することができる。
【００３８】
説明を容易にするために、図４〜７に示す実施形態において使用される複合バレル材料は、均質の等方性層であることとし、したがって、バレル１４の中立軸は、バレル壁の半径方向のほぼ中点に位置する。しかし、実際には、あらゆる好適な複合材料及び／又は金属材料の組み合わせを用いてバレル１４を構成してもよく、この場合、中立軸はバレル１４における別の場所に位置してもよい。更に、ＩＳＣＺがバレル１４に付加されると、米国特許出願第１０／７１２，２５１号に詳細に説明されるように、ＩＳＣＺはバレル１４を２つのバレル「壁」に分割し、それぞれが独自の中立軸を有することとなる。
【００３９】
図４に示す実施形態に戻り、ゾーン１は２つのＩＳＣＺ３２、３４を具備しており、ゾーン２は２つのＩＳＣＺ３６、３８を具備している。各ＩＳＣＺ３２、３４、３６、３８を、半径方向のバレル厚みの約三分の一の位置に設置し、あるいは、別の態様で設置してもよい。バットバレル１４のゾーン１及び２のそれぞれに、２つのＩＳＣＺを設置することにより、これらの領域が、実質的に三壁構造として機能し、したがって、実質的に二重壁構造であるゾーン３に比べ高いたわみ性を示す。その結果、ゾーン１及び２のバレルのたわみ性及びトランポリン効果は、ゾーン３に比べて高まり、これにより、ゾーン１及び２が、バットバレル１４のゾーン３の性能により近づくことになる。したがって、ボールがゾーン１又はゾーン２のいずれかにおいてバレル１４に衝突した場合、バレル１４は、ボールバットのスイートスポットが生み出すトランポリン効果により近いトランポリン効果を生み出す。
【００４０】
図４に示す実施形態では、ＩＳＣＺ３２、３４、３６、３８は、ゾーン３における第１ＩＳＣＺ３０に連続するように配向される。更に、ゾーン１におけるＩＳＣＺ３２、３４は、ゾーン３におけるＩＳＣＺ３６、３８に実質的に対称的である。ＩＳＣＺ３２、３４、３６、３８の１つ以上が第１ＩＳＣＺ３０に連続していなくてもよく、また、ゾーン１におけるＩＳＣＺ３２、３４は、ゾーン３におけるＩＳＣＺ３６、３８に非対称でもよく、このことは更に後述する。
【００４１】
図５及び６に示すバレルの実施形態では、バットバレル１４のゾーン２においてよりも多くのＩＳＣＺがゾーン１において設置される。このような配置は、回転慣性の効果のために好ましい。典型的なバットのスイング中は、ゾーン１内で生み出される回転慣性は、ゾーン２内で生み出される回転慣性よりも小さく、これはゾーン１がゾーン２よりもバットハンドル１２に相対的に近接しているからである。したがって、通常、バット性能はゾーン２内よりもゾーン１内の方が劣る。この性能の差を打ち消すために、図５及び６に示す実施形態では、ゾーン２内よりもゾーン１内により多くのＩＳＣＺが具備されており、ゾーン１内のバレルのたわみ性をゾーン２内よりも大きく増加させる。
【００４２】
図５に示すバレルの実施形態では、連続したＩＳＣＺ４０が、バレル壁の半径方向のほぼ中点でゾーン１、２及び３を通る。２つの別個の不連続なＩＳＣＺ４２、４４が、ゾーン１内で、ＩＳＣＺ４０とバットバレル１４の中心軸との間に設置され、一方、付加的な不連続なＩＳＣＺ４６が、ゾーン１内のＩＳＣＺ４０とバットバレル１４の外面との間に設置される。したがって、ゾーン１は合計４つのＩＳＣＺを具備しており、これにより、バレル１４はゾーン１内において実質的に五壁構造のように機能する。ゾーン２は、ＩＳＣＺ４０とバットバレル１４の中心軸との間に位置する１つの不連続なＩＳＣＺ４８を具備しており、更に、もう１つの不連続なＩＳＣＺ５０がＩＳＣＺ４０とバットバレル１４の外面との間に位置している。したがって、ゾーン２は合計３つのＩＳＣＺを具備しており、これにより、バレル１４はゾーン２において実質的に四壁構造のように機能する。
【００４３】
図６に示すバレルの実施形態では、ゾーン３は、バレル壁の半径方向のほぼ中点に位置する１つのＩＳＣＺ６０を具備している。ゾーン１は、バレル壁の半径方向の中点と外面との間に位置する２つのＩＳＣＺ６２、６４を具備しており、更に、バレル壁の半径方向の中点とバレル１４の中心軸との間に位置する１つのＩＳＣＺ６６を具備している。したがって、ゾーン１は合計３つのＩＳＣＺを具備しており、これにより、バレル１４はゾーン１内において実質的に四壁構造のように機能する。ゾーン２は、バレル壁の半径方向の中点と外面との間に位置する１つのＩＳＣＺ６８を具備しており、更に、バレル壁の半径方向の中点とバレル１４の中心軸との間に位置する１つのＩＳＣＺ７０を具備している。したがって、ゾーン２は合計２つのＩＳＣＺを具備しており、これにより、バレル１４はゾーン２内において実質的に三壁構造のように機能する。ゾーン１における３つのＩＳＣＺ６２、６４、６６と、ゾーン２における２つのＩＳＣＺ６８、７０とは、全てゾーン３内のＩＳＣＺ６０と連続している。
【００４４】
図５及び６に示すバレルの実施形態は、本明細書で企図する設計自由度を表す。例えば、ゾーン１及びゾーン２における１つ以上のＩＳＣＺが、ゾーン３における１つ以上のＩＳＣＺと連続しても、又は不連続でもよく、また、ゾーン１〜３のいずれかにおける、１つ以上のＩＳＣＺをバレル壁の半径方向の中点と外面との間に設置してもよく、これは、バレル壁の半径方向の中点に設置しても、その近傍に設置してもよく、又は、バレル壁の半径方向の中点とバットバレル１４の中心軸との間に設置してもよく、また、その他の構成でもよい。更に、ゾーン１及び２は、他方と同じ数の、又は異なる数のＩＳＣＺを具備してもよい。
【００４５】
重要なことは、ＩＳＣＺの終端が、特に２つのゾーンが合流する地点である必要はないことである。実際、ＩＣＳＺは重なってもよく、あるいは、１つ以上のゾーンに属してもよく、また、ゾーンは図面に描かれるものよりも短くても長くてもよい。更に、より多くの、又はより少ない数のゾーンを指定してもよい。実際、「ゾーン」は単に説明の目的で用いるものであり、いかなる種類の物理的又は理論的な境界を与えるものではない。したがって、所望のバレル及びボールバットの総合的な性能特性を達成するために、無数の設計に従って、ＩＳＣＺをバットバレル１４内の（テーパ部１６内及びハンドル１２内と同様に）多種多様な位置で設置してもよい。
【００４６】
このために、一部の実施形態では、向上したバレルのたわみ性とトランポリン効果とを領域内に提供するには、スイートスポットを具備したバレル領域に位置するＩＳＣＺの数より多くのＩＳＣＺが、スイートスポットから離れて位置する少なくとも１つのバレル領域に存在することが望ましい。更に、一部の実施形態では、領域内の回転慣性の効果の差を補償するには、スイートスポットとバレルの自由端との間の領域内よりも多くのＩＳＣＺが、バットのテーパ部と、スイートスポットと、の間のバレル領域内に具備されるのが望ましい。しかし、あらゆる好適な数のＩＳＣＺをあらゆるバレル（更にボールバットの他の部品）の領域内に設置してもよく、あらゆる好適な構成が可能であり、特定のボールバットの設計目標に応じて設置できることが認められている。
【００４７】
図７は、別のバレルの実施形態を示し、バットバレル１４が金属外側領域８０と、複合内側領域８２とを具備している。金属外側領域８０は、結合阻害層のような、好適なＩＳＣＺ８６によって、複合内側領域８２から分離されていることが好ましい。又は、金属外側領域８０と複合内側領域との間の結合していない界面自体が、ＩＳＣＺを形成してもよい。
【００４８】
金属外側領域８０は、アルミニウム、及び／又は、別の好適な金属材料を具備するのが好ましい。複合内側領域８２は、少なくともバレル１４のゾーン１及びゾーン２内に、１つ以上のＩＳＣＺ８４を具備するのが好ましく、これらの領域に高いバレルたわみ性を提供する。このハイブリッド金属／複合構造は、金属外側領域８０が存在することにより高い耐久性を提供し、また、複合内側領域８２の特定のゾーン内に１つ以上のＩＳＣＺを設置することにより、領域のバレルたわみ性の向上という利点をも提供する。別の実施形態では、バレル１４は、複合外側領域と金属内側領域とを具備している。
【００４９】
図８は、典型的な二重壁バットバレル（図８のグラフ内の二重壁バレル曲線は、図２のグラフに示した二重壁バレル曲線と同じものである）と、バットバレル１４のゾーン１及びゾーン２内に付加的なＩＳＣＺを組み込んだ「多数壁」バットバレルとの、相対性能特性のグラフによる比較を示す。図８が示すように、バットバレル１４のゾーン１及び２内に付加的なＩＳＣＺを設置することにより、典型的な二重壁バットと比較して、バレル１４の全長にわたって性能が、概ね向上する。
【００５０】
図９及び１０は、別の実施形態を示し、単一の連続したＩＳＣＺがバットバレルのゾーン１、ゾーン３、及びゾーン２を通り、実質的に二重壁バットバレルを形成している。しかし、これらの実施形態の単一の連続したＩＳＣＺは、ゾーン１、２、及び３のそれぞれにおいて複数のプライと交差し、すなわち、各バレル壁の厚みがバレルの全長を通じて異なる。したがって、バットバレルは、実質的に同じ半径方向の位置においてバレルの全長にわたって通る、単一の連続したＩＳＣＺを有する典型的な二重壁バレルのようには機能しない。
【００５１】
図９は、ゾーン３内においてゾーン１及び２内よりも、バレル１４の外面に近接して通る、単一の連続したＩＳＣＺ９０を具備するバットバレルを示す。図１０は、単一の連続した「段差」ＩＳＣＺ９２を具備するバットバレルを示し、これは、ゾーン２内においてゾーン３内よりも、バレル１４の外面に近接して通り、ゾーン３においてゾーン１よりもバレル１４の外面に近接して通る。連続したＩＳＣＺは対称的である必要はなく、図９及び１０に示す実施形態とは逆に配置してもよく、あるいは、他のあらゆる好適な方法で配向してもよい。バットバレル全体を通じて単一の連続したＩＳＣＺの位置を変化させることにより、バレルのスイートスポットが向上され、及び／又は、修正される。別の実施形態では、連続したＩＳＣＺは、より少ない数のゾーン内又はバレル領域内において、複数のプライと交差してもよく、これらの領域内においてのみバレル壁の厚みが異なることになる。
【００５２】
ＩＳＣＺをボールバット１０のバットハンドル１２内、及び／又は、テーパ部１６内に（バレルから外れた打撃に高い変形を提供するために）設置して、これらの領域内に高いたわみ性を提供することが更に考えられる。ＩＣＳＺのバットハンドル１２内での使用は、高いハンドルのコンプライアンスを提供し、これは、剪断変形とは対照的に、効率的なエネルギー伝達が曲げ変形から生じるためである。更に、１つ以上のＩＣＳＺを使用してハンドル１２を分離することにより、振動エネルギーを消散するためのより多くの界面が提供されて、バット１０の「感触」が向上する。
【００５３】
１つ以上のＩＳＣＺがハンドル１２のテーパ部１６の近くに配置された場合、ボールバット１０は、ＩＳＣＺがハンドル１２の使用者のグリップ位置の近くに配置された場合よりも、軸位置への速い「スナップバック」をスイング中に示す。この速いスナップバックは、概ね、速いスイング速度を生み出す技術のある選手にとって好適である。ＩＳＣＺをハンドル１２のグリップ位置の近くに配置することは、バット１０がボールの衝突時、又は直前に、軸位置に戻るのが遅すぎるため、技術のある選手から操作性を奪ってしまう傾向がある。
【００５４】
しかし、初心者の選手にとっては、使用者のグリップ位置に近いバットハンドル１２にＩＳＣＺを設置することが好ましく、それは、技術不足の選手はストライクゾーンを通じてバットを「押す」傾向があるからであり、その結果、バット１０が軸位置から顕著に外れて「曲がる」ことが妨げられてしまう。当業者には、ＩＳＣＺのハンドル１２への具体的な配置は、概ね、残りのバットハンドル１２内の可撓性、バットバレル１４の重量、対象選手の技術レベル、及びハンドル１２に用いられる材料、に依存することが理解されるであろう。
【００５５】
図１１〜１５は、１つ以上の全体衝撃減衰（「ＩＳＡ」）領域がボールバット１０に具備された実施形態を示す。図１１を参照すると、ＩＳＡ領域１３０は、ボールバット１０の遷移領域又はテーパ部１６内に位置する。ＩＳＡ領域１３０（更に、後述の実施形態における他のＩＳＡ領域）は、１つ以上の高緩衝材料及び／又は低モジュラス材料を具備しており、これらは、ＩＳＡ領域１３０に入る衝撃波からの振動エネルギーを消散又は減衰することに有効である。ＩＳＡ領域１３０を構成する１つ以上の材料は、バット構造内のＩＳＡ領域１３０の長手方向の上及び／又は下に位置する隣接材料よりも、実質的に低い長手方向又は軸方向のヤング率を有することが好ましい。その結果、断面厚みが比較的均一であると仮定すると、ＩＳＡ領域１３０は、ＩＳＡ領域１３０の長手方向の上及び／又は下に位置する材料（すなわち、図１１におけるバレル１４及びハンドル１２の材料）よりも、低い軸方向剛性（構造上の軸方向剛性＝軸方向ヤング率×材料の断面率）を有する。
【００５６】
ＩＳＡ領域１３０は、バット構造内のＩＳＡ領域１３０の長手方向の上及び／又は下に位置する隣接材料の軸方向ヤング率の、１５〜８５％、又は３０〜７０％、又は４０〜６０％、又は５０％の軸方向ヤング率を有する１つ以上の材料により構成されることが好ましい。ＩＳＡ領域１３０は、例えば、約３から７ｍｓｉ、又は４から６ｍｓｉの軸方向ヤング率を有する材料で構成されてもよく、バット構造の隣接領域は、約８から１２ｍｓｉ、又は１０ｍｓｉの軸方向ヤング率を有してもよい。
【００５７】
図１５の表に示すように、特定の材料のプライ（グラファイト、及びガラス繊維の一種であるＳガラスは、単なる例として表に示してある）の軸方向ヤング率は、ボールバット１０の長手方向軸１３５に対するプライの配向によって変化する。したがって、ＩＳＡ領域１３０用に選択される具体的な材料は、バット構造内の材料層の配向に依存して変化する。
【００５８】
上述の例でまとめたパラメータを満たすために、例えば、ＩＳＡ領域１３０に、Ｓガラス製の強化繊維を具備している１つ以上の複合層又はプライを具備してもよく、各プライは実質的にボールバットの長手方向軸から１０°から２０°の角度に配向される（各プライの軸方向ヤング率は、およそ４．２１から５．８７ｍｓｉとなる）。同様に、ＩＳＡ領域１３０に、グラファイト製の強化繊維を具備している１つ以上の複合層又はプライを具備してもよく、各プライは実質的にボールバットの長手方向軸から２５°から３５°の角度に配向される（各プライの軸方向ヤング率は、およそ４．０２から６．４７ｍｓｉとなる）。
【００５９】
他に考えられるＩＳＡ領域材料には、アラミド（例えば、Ｋｅｖｌａｒ（登録商標）、Ｓｐｅｃｔｒａ（登録商標）等）、ＰＢＯ（Ｚｙｌｏｎ（登録商標））、ＵＨＭＷＰＥ（超高分子量ポリエチレン）、及び／又は、種々のプライの配向において比較的低い軸方向ヤング率を有する、及び又は、そうでなくとも、高い減衰特性を有するあらゆる好適な材料、から作られる強化繊維を具備している複合層又はプライが含まれるが、これに限定されない。また、エラストマーゴムのような粘弾性材料をＩＳＡ領域１３０に使用してもよい。ＩＳＡ領域１３０は、熱硬化樹脂、熱可塑性樹脂、及び／又は注入樹脂、又はその他の好適な樹脂のような強化樹脂を、更に具備するのが好ましい。
【００６０】
ボールバット１０の遷移領域内又はテーパ部１６内に、ＩＳＡ領域１３０を配置することにより、バレルの性能特性に影響を与えずに、バット構造内で振動エネルギーを減衰することができる。低モジュラスで高減衰のＩＳＡ層は、芯から外れた打撃から生じ、バレル１４からボールバット１０のハンドル１２に向けて進む衝撃波に対する消散バリアとして機能する。ＩＳＡ領域１３０は衝撃波を減衰又は吸収し、衝撃波がバットハンドル１２及びバッターの手に到達することを、実質的に、又は完全に防止する。その結果、しびれが実質的に減り、又は無くなる。
【００６１】
図１２を参照し、別の実施形態では、ＩＳＡ領域１４０が、ハンドル１２がテーパ部１６に合流するボールバット１０の領域内に、設置され、これにより、ＩＳＡ領域１４０は、ボールバット１０のハンドル１２とテーパ部１６との双方に属する。この部分にＩＳＡ領域１４０を配置することには、比較的断面率が低いことから利点があり、低い断面率は、この部分の比較的低い軸方向剛性に寄与し、それ故、ＩＳＡ領域１４０に入る衝撃波のエネルギーを消散するためのＩＳＡ領域１４０の振動動作を促進する。
【００６２】
図１３を参照し、別の実施形態では、ＩＳＡ領域１５０が挿入部１５５を具備しているサンドイッチ構造として形成され、挿入部１５５は、１つ以上の高緩衝材料で構成され、繊維強化複合材料の１つ以上のプライにより囲まれている。挿入部１５５は、好ましくは、粘弾性又はエラストマーゴム、ウレタン、及び／又は、発泡材料、又は、振動エネルギーを効果的に減衰させる、その他のあらゆる材料である。このような挿入部１５５をＩＳＡ領域１５０内に具備することにより、ＩＳＡ領域１５０の効率性と耐久性を高めることができ、特に、周囲のＩＳＡ領域の繊維が、低い圧縮強度あるいは低い歪エネルギー回収性を有する場合に有効である。サンドイッチＩＳＡ領域１５０を、ハンドル１２、テーパ部１６、及び／又は、バット構造のあらゆる他の好適な領域内に設置してもよい。図１４では、サンドイッチＩＳＡ領域１５０は、ハンドル１２がテーパ部１６に合流する、ボールバット１０内の領域に設置されているが、これは例示のものにすぎない。
【００６３】
図１４を参照し、別の実施形態では、２つの（又はそれ以上の）ＩＳＡ領域１６０、１７０を、ボールバット１０のハンドル１２と端閉鎖部２０とからバットバレル１４の打撃部を分離するために使用してもよい。ボールバット１０の端閉鎖部２０は、通常、隣接するバレル部よりも剛性が高いことから、端閉鎖部２０は、バットバレル１４の開口端に十分な耐久性を提供することができる。バットバレルの端部を鍛造し、バレルの縁を圧延して、完全な、又はほぼ完全な閉鎖部を形成すること、及び／又は、バレルをウレタン又は類似の半剛性材料で充填することは、バットバレル１４の端部を強固にするために使用される典型的な方法である。
【００６４】
しかし、端閉鎖部２０の硬化は、ボールバット１０の振動反応を増加させる可能性があり、同時に、振動エネルギーを効果的に消散するための十分なバレルの動作を許容しない可能性がある。第１ＩＳＡ領域１７０をバット１０の端閉鎖部２０に隣接して設置し、第２ＩＳＡ領域１６０をバット１０のテーパ部１６（又はハンドル１２）に、又は隣接して設置することにより、バット１０の打撃部から誘起した振動がハンドル１２と端閉鎖部２０との双方から分離され、振動エネルギーは、わずかしか、あるいは全く、バットハンドル１２（及びバッターの手）又は比較的硬い端閉鎖部２０に進行しない。その結果、しびれは実質的に減少し、あるいは無くなる。
【００６５】
上述したＩＳＡのどの実施形態においても、用いられるＩＳＡ領域が、単壁バレル設計のバット壁の半径方向の厚み全体を占有してもよく（例えば、図１１〜１４に示すように）、又は、半径方向の厚みの一部のみを占有してもよい。多数壁バレル設計では、バット壁の１つのみに、又はバット壁の２つ以上に、ＩＳＡ領域を具備させてもよい。更に、多数壁バレルに用いられるあらゆるＩＳＡ領域が、１つ以上のバット壁の半径方向の厚みの全て又は一部を占有し得る。１つ以上のＩＳＡ領域が半径方向の壁の厚みの全体を占有する場合に、衝撃波が概ね良く減衰されるものの、半径方向の壁の厚みのあらゆる好適な部分が１つ以上のＩＳＡ領域に占有されてもよい。
【００６６】
１つ以上のＩＳＡ領域の構成層配向を変更して、所望の振動減衰の水準を達成することもできる。図１５の表は、どのようにして特定の材料のプライ（グラファイト及びＳガラスを例として示す）の軸方向ヤング率、すなわち、プライの軸方向剛性が、ボールバット１０の長手方向軸に対するプライの配向を変更することにより修正され得るかを示す。このように、１つ以上のＩＳＡ領域のプライを変更することにより、ＩＳＡ領域を調整して様々な選手の要求を満たすことが可能となる。例えば、ボールバット１０内の１つ以上のＩＳＡ領域全体の軸方向剛性を操作して、技術不足の選手には多くの弾性収縮力を提供し、技術のある選手には少ない弾性収縮力を提供してもよい。また、ＩＳＡ領域をボールバット１０の特定の領域に設置して、これらの領域に高いたわみを提供してもよい。
【００６７】
図１６〜１８は、スイートスポットから離れて位置する少なくとも１つのバレル領域内において軸方向コンプライアンスを高めることによる、バット性能の最適化を示している。典型的な既存の単壁金属バットでは、材料強度及び等方性挙動が、バットの剛性をバットの長手方向軸に沿って変化させることが可能な範囲を制限してきた。バレルの端部近傍の、キャップ又はテーパ部のいずれかにおけるバットバレルの剛性の低下は、材料強度が不十分となることから、概ねバットの耐久性を低下させてきた。しかし、複合材料の異方性強度は、バットの設計者がバットの長手方向軸に沿ってバットバレルのフープ及び軸方向剛性を単独で変更することを可能にする。多数壁複合バットは、単壁設計よりも大幅なバレル剛性の低下を提供することさえもあり、したがって、一般的に多数壁複合バットが好ましい。しかし、以下の技術を用いて単壁バレルを強化することも可能である。
【００６８】
通常のボールバットの性能は、バットバレルのスイートスポットから離れて衝突が生じると低下することがよく知られている。一般的に、ボールバットの性能は、スイートスポットから離れてボールがバットに衝突するに従い、より低下する。更に、バットスイングから生み出される回転慣性は、バットの自由端においての方がバットのテーパ部においてよりも大きいことがよく知られている。この回転慣性は、バットの総合的な性能に貢献する。したがって、離散薄膜調整又は他の強化手段を施さないバレルの性能は、概ね、ボールバットのゾーン１内よりもゾーン２内の方が優れている。
【００６９】
したがって、バレルの性能を全長にわたって最適化するためには、バットバレル１４のゾーン２の性能、そして特にゾーン１の性能を向上させなければならない。ゾーン１及び２の半径方向コンプライアンスの増加、すなわち半径方向の剛性の減少は、バットバレル１４のこれらの領域の性能を向上させる１つの方法である。ゾーン３に対するゾーン１及び２内の半径方向コンプライアンスを増加することにより、テーパ部とスイートスポットとの間と、自由端とスイートスポットとの間との、バットバレル１４の領域に、バットバレル１４のスイートスポットに近い機能を持たせることが可能となる。
【００７０】
図１６は、バレルの性能を全長にわたって最適化するため、すなわち、ゾーン１及び２の性能をバレル１４のゾーン３（及びスイートスポット）の性能により近づけるための、バットバレル１４のゾーン１及び２内に必要な半径方向コンプライアンスの量を概念的に示すグラフである。図１６に示すように、ゾーン２内よりもゾーン１内に、より多くの半径方向コンプライアンス、すなわち、低い半径方向剛性が必要とされ、これは、上述したように、ゾーン１内に比べゾーン２内では、より大きな回転慣性が生じるためである。
【００７１】
例示的な実施形態では、バットバレル１４の性能を最適化する、すなわち、３つ全てのバレルゾーン内の性能を実質的に等しくするには、ゾーン１内の半径方向剛性をゾーン３内の半径方向剛性の５％から７５％になるように概ね調整し、ゾーン２内の半径方向剛性をゾーン３内の半径方向剛性の１０％から９０％になるように概ね調整する。好適な一実施形態においては、ゾーン３内の半径方向剛性は約３０００ポンド／インチになるように調整され、ゾーン１内の半径方向剛性は１０００ポンド／インチ以下になるように調整され、ゾーン２内の半径方向剛性は２０００ポンド／インチ以下になるように調整され、このことは以下に詳細に説明する。
【００７２】
各領域内の半径方向剛性は、もちろん、これらの範囲より高くても低くてもよく、全ての領域に図１６に示すコンプライアンス曲線を満たすための調整が必要なわけではない。コンプライアンス曲線を満たすバットバレルが観念的には最適であるものの、１つの領域内でのみ、又は２つの領域内、あるいは３つ全ての領域内において、半径方向コンプライアンスが増加される（減少される）バットバレルを設計してもよく、また、あらゆる特定の領域内の半径方向コンプライアンスを、上述した例示的実施形態で概要を示したものよりも広い範囲又は狭い範囲で調整してもよい。
【００７３】
図１７は、一実施形態にかかる、ゾーン１〜３のバレル層の少なくとも一部の例示的な断面図である。バレル１４は、いかなる好適な数の複合層、及び／又は、他の材料の層を具備してもよく、例えば、１つ以上のＩＳＣＺを介して、あらゆる好適な数の壁に分割され得る。また、バレル１４は、ＩＳＣＺ無しの１つの単壁を具備してもよい。更に、１つ以上のゾーンを２つ以上の壁に分割してもよく、同時に、１つ以上の他のゾーンが単壁のみを具備してもよい。もちろん、存在するあらゆるＩＳＣＺは、いかなる場所で終了してもよく、又は、バレル１４の全長にわたって（あるいはそれ以上）延びてもよく、必ずしも２つの概念上のゾーンが合流する地点で終了する必要はない。実際、米国特許出願第１０／９０３，４９３号に詳細に説明されるように、あらゆるＩＳＣＺが、２つ以上のゾーンに重複してもよく、ゾーンの間又は単独のゾーン内で終了してもよい。
【００７４】
増加した半径方向コンプライアンス、又は減少した半径方向剛性は、１つ以上の方法を介して１つ以上のバレル領域内において達成され得る。一実施形態では、バットバレル１４の１つ以上の領域内の半径方向コンプライアンスを増加させるために、バットバレル１４の個々の複合層又はプライが、ボールバット１０の長手方向軸に対して様々な角度で配向され得る。一般的に、プライがボールバット１０の長手方向軸の近くに配向されるほど、軸方向コンプライアンスが増加し、軸方向剛性が減少する。したがって、バットの長手方向軸から測ったプライの角度配向が増大するにつれ、そのプライの半径方向コンプライアンスは減少し、すなわち、（例えば、図１５に示すように）ボールバット１０の長手方向軸から９０度にプライが配向された場合に、半径方向剛性は最も大きくなる。
【００７５】
それゆえに、バレル１４の全長に広がる複合プライを、例えば、ゾーン２内よりもゾーン１内で、また、ゾーン３内よりもゾーン２内で、ボールバットの長手方向軸に対して小さい角度で配向して、このプライのコンプライアンスを最適化してもよい。例えば、（単に図解を容易にすることを目的として、バットの長手方向軸に対して実質的に零度に配向されている）図１７の層１を、バットの長手方向軸に対して、ゾーン１内で±１０°、ゾーン２内で±２０°、ゾーン３内で±６０°で配向してもよい。これは、もちろん、考えられる無数の層配向の組み合わせの１つにすぎない。
【００７６】
この例では、層１の軸方向剛性は、ゾーン２内よりもゾーン１内において低く、ゾーン３内よりもゾーン２内において低い（層１が、均一の材料で構成され、均一の厚みを有していること等を前提とする）。したがって、ゾーン３に対する半径方向コンプライアンスをゾーン２内において増加し、ゾーン１内においては更に増加することにより、ゾーン１及び２内の性能がゾーン３内の性能により近づく（すなわち、図１６に示すコンプライアンス曲線を実質的に満たす）。
【００７７】
一般的に、バットバレル１４全体を最適化することが望ましいが、特定の領域のみを最適化することが望ましいこともある。したがって、高いコンプライアンスを必要とするバットバレル１４の領域内において、バット１０の長手方向軸に対してプライをより小さい角度で配向し得るという概念は、概ね追随され得るが、バレル全体のコンプライアンスを向上させるために全ての個々のプライをこのように配向する必要はない。実際、高い半径方向コンプライアンスを必要とするバレル領域内の、ボールバット１０の長手方向軸に対するプライの角度配向が、低いコンプライアンス、あるいはコンプライアンスを必要としない領域内の角度配向よりも全体的に小さければ、バットバレル１４の相対的な全体の半径方向コンプライアンスは、一般的に高くなる（バレル層が均一の材料で構成され、均一の厚みを有していること等を前提とする）。
【００７８】
別の実施形態では、バレルの１つ以上の領域内の１つ以上のバレル壁の厚みを、他のバレル壁と比べて減少させて、減少された厚みの領域内の半径方向剛性を減少させてもよい。例えば、ゾーン１及び／又はゾーン２内のバレル壁の厚みを、対応するゾーン３内のバレル壁の厚みと比較して減少させてもよい。これらの領域内の一方又は双方におけるバレル壁の厚みを減少することにより、これらの領域の半径方向剛性が、バットバレル１４のゾーン３内の半径方向剛性と比べて減少し得る。
【００７９】
上述した層配向の実施形態と同様に、バレル壁の厚みをゾーン２内よりもゾーン１内で大きく減少させて、半径方向剛性をゾーン２内よりもゾーン１内において大きく減少させることもできる（均一なバレル材料、層配向、その他が使用されることを前提とする）。その結果、ゾーン１及び２内の半径方向コンプライアンスを、図１６に示すコンプライアンス曲線に従って増加して、バレルの性能を最適化することもできる。
【００８０】
別の実施形態では、異なる半径方向剛性特性を有する異なる材料を、異なるバレル領域内に設置して、バレル１４全体のバレル剛性を最適化してもよい。例えば、バットバレル１４の他の領域内に位置する材料よりも、（特定の配向において）低い半径方向剛性を有する材料を、バレル１４のゾーン１及び／又はゾーン２の一部（又は、必要な場合はゾーン３の一部）の中に配置して、バレル１４内の他の領域に対するこれらの領域内の半径方向剛性を減少してもよい。上述の実施形態と同じように、半径方向剛性をゾーン２内よりもゾーン１内で大きく減少させることが概ね望ましい。したがって、図１６に示す半径方向コンプライアンス曲線に従ってバットバレルをより最適化するには、所定の層配向における低い半径方向剛性を有する材料が、バットバレル１４のゾーン２内よりもゾーン１内により多く設置されることが好ましい。
【００８１】
同様に、バットバレル１４の他の領域内に位置する材料よりも（特定の配向において）高い半径方向剛性を有する材料を、バレル１４のゾーン３の一部内に配置して、バレル１４の他の領域に対するその領域内の半径方向剛性を増加させることもできる。一般的に、高い半径方向コンプライアンスが望まれる領域内に半径方向剛性が低い材料が用いられるあらゆる構成、及び／又は、低い半径方向コンプライアンスが望まれる領域内に半径方向剛性が高い材料が用いられるあらゆる構成が（例えば、野球協会の安全基準を満たすため）、ここで企図される。
【００８２】
別の実施形態では、上述したバレルの最適化方法のあらゆる組み合わせを、バットバレル１４の性能を最適化するために利用してもよい。例えば、ゾーン１及び／又はゾーン２内の１つ以上の層を、ボールバット１０の長手方向軸に対して、ゾーン３内においてよりも低い角度で配向してもよく、また、ゾーン１及び／又はゾーン２内の１つ以上のバレル壁の厚みを、ゾーン３内のバレル壁の厚みよりも薄くしてもよい。更に、ゾーン１及び／又はゾーン２の一部内に位置する１つ以上の材料が、ゾーン３内に位置する材料よりも低い半径方向剛性を有していてもよく、及び／又は、高い半径方向剛性を有する１つ以上の材料をゾーン３内に設置してもよい。これらの特徴の考えられるあらゆる組み合わせ、又は、バットのスイートスポットから離れた地点の半径方向コンプライアンスを高めるその他あらゆる方法を、バレルの性能を最適化するために利用してもよい。
【００８３】
説明を容易にするため、上の方法のいずれかを通じて、又はその他あらゆる好適な方法を通じて増加した半径方向コンプライアンスを示すバレル領域を、以下、「半径方向コンプライアンス領域」と称する。半径方向コンプライアンス領域を、ボールバット１０のテーパ部１６及び／又はハンドル１２内に具備して、これらの領域内に高い半径方向コンプライアンス及びたわみ性を提供してもよい。
【００８４】
ボールバット１０のテーバ部１６内における１つ以上の半径方向コンプライアンス領域の設置は、バレルから外れた打撃に高いバット変形を提供する。ボールバット１０のテーパ部１６内に、１つ以上の半径方向コンプライアンス領域を追加することにより、ボールの衝突がテーパ部１６で生じた場合の、バット１０の性能が概ね向上し、これは、上述したように、バットバレル１４のゾーン１及び２内の改良と同様である。
【００８５】
バットハンドル１２内に１つ以上の半径方向／軸方向コンプライアンス領域の設置は、概ね、バット１０の「感触」を向上させ、これは、減衰化を通じた振動エネルギーの消散する多数の界面が、提供されるためである。バットハンドル１２は、更に、曲げ及び剪断変形の形式で、エネルギーを蓄積し開放する。したがって、半径方向コンプライアンス領域の選択的な配置を介してハンドル１２が大きく変形することを可能とすることにより、加速度が加わった際に（すなわち、バットのスイング時に）、高いエネルギー伝達を実現することができる。上述の「動的に結合された」バレル１４を調整するために使用する方法と同様に、ハンドル１２を特定の選手のスイングスタイルに合わせて調整してもよい。
【００８６】
一部の選手は実際に、ボールバット１０のテーパ部１６近傍のバットハンドル１２において、高い半径方向剛性領域、すなわち、低い半径方向コンプライアンスを有する領域を好むかもしれない。テーパ部１６近傍における高い半径方向剛性の提供は、低い半径方向剛性がその領域内に提供された場合に比べ、スイング中にバット１０がより速く軸位置に「スナップバック」することを可能にする。この速いスナップバックは、高いスイング速度を生み出す技術の高い選手に、概ね好まれる。したがって、テーパ部１６近傍のハンドル１２における半径方向コンプライアンス領域の設置は、技術の高い選手から制御を奪う傾向があり、これは、ボールの衝突時、又は直前に、バット１０がその軸位置に戻るのが遅すぎるためである。
【００８７】
しかし、初心者の選手、あるいは低いスイングスピードを生み出す選手にとっては、ボールバット１０のテーパ部１６に隣接した半径方向コンプライアンス領域を提供することが好ましいかもしれない。技術不足の選手はストライクゾーンを通じてバットを「押す」傾向があるため、バット１０が軸位置の外へ顕著に「曲がる」という結果を生じない。更に、スイング中のバット１０の感触を向上させるために、半径方向コンプライアンス領域を、バットハンドル１２内の使用者のグリップ位置の近くに設置することが概ね望ましい。したがって、当業者は、バットハンドル１２内の半径方向コンプライアンス領域の最適な配置は、概ね、残りのハンドル１２の可撓性、バットバレル１４の重量、対象使用者の技術レベル、及び、ハンドル１２に用いられる材料に依存することを認識するであろう。
【００８８】
このように、半径方向コンプライアンス領域を、バレル１４、テーパ部１６、及び／又は、ボールバット１０のハンドル１２内に具備して、総合的な性能とボールバット１０の感触とを向上させることができる。同様に、高いスイングスピードを生み出す選手のために、高い半径方向コンプライアンスを必要としない領域内において、例えば、バットバレル１４のスイートスポットにおける領域内、又はその近傍の領域内、及び／又は、テーパ部１６近傍のハンドル１２における領域内において、半径方向コンプライアンスを減少させることもできる。バレル１４の特定の領域内の半径方向コンプライアンスの減少は、例えば、野球協会の安全基準、又は他の安全規則を満たすために望まれ得る。
【００８９】
図１８は、上述した、典型的な二重壁バットバレル（図１８のグラフ内の二重壁バレル曲線は、図２のグラフ内に示した二重壁バレル曲線と同じである）の相対性能特性と、バットバレル１４のゾーン１及び２内に半径方向コンプライアンス領域を有する最適化されたバットバレル１４との、グラフによる比較を示す。図１８が示すように、バットバレル１４のゾーン１及び２内の半径方向コンプライアンスを増加させることにより、概ね、典型的な二重壁バットに比べて、バレル１４の全長にわたって性能が向上する。
【００９０】
重要なのは、いかなる半径方向コンプライアンス領域の終端も、特に２つのゾーンが合流する地点である必要はないことである。実際、半径方向コンプライアンス領域は重なってもよく、あるいは、１つ以上のゾーンに属してもよく、また、ゾーンは図面に描かれるものよりも短くても長くてもよい。更に、より多くの、又はより少ない数のゾーンを指定してもよい。実際、「ゾーン」は、単に説明のために用いるものであり、いかなる種類の物理的又は理論的な境界を与えるものではない。したがって、無数の設計に従って、半径方向コンプライアンス領域をバットバレル１４内の（更に、テーパ部１６及びハンドル１２内の）幅広い位置に設置、配向、及び／又は、作成して、所望のバレル及びボールバットの総合的な性能特性を達成してもよい。
【００９１】
このために、図１６〜１８に示す実施形態は、バットの性能を最適化するために、一般的に、バレルのスイートスポットから離れた少なくとも１つのバレル領域内に、増加した半径方向コンプライアンスを有するボールバットを示す。更に、一実施形態では、領域内の回転慣性の異なる効果を補償するには、バットのテーパ部とスイートスポットとの間のバレル領域内で、スイートスポットとバレルの自由端との間のバレル領域内よりも、半径方向コンプライアンスを大きく増加させることが好ましい。しかし、特定のボールバットの設計目標に応じて、バレル（及び／又はボールバットの他の部分）のあらゆる領域内の半径方向コンプライアンスを増加（又は減少）してもよく、あらゆる好適な構成が可能であることが認められている。
【００９２】
図１９〜２２は、制約された層緩衝を具備するボールバットを示す。図２０は、バットバレル１４の複合層２３２に組み込まれた１つ以上の振動緩衝要素、又は緩衝部２３０を具備するバットバレル１４の一実施形態の内部を示す。１つ以上の緩衝部２３０は、いかなる好適な振動減衰材料又は緩衝材料、すなわち、ボールバット内の近隣又は周囲の材料の軸方向弾性率よりも低い軸方向弾性率を有する、あらゆる材料で構成されてもよい。一実施形態では、１つ以上の緩衝部２３０は、ボールバット１０内の近隣又は周囲の材料の軸方向弾性率の０．０１から５０％、又は０．０２から２５％、又は０．０５から１０％、又は０．１０から５．０％、又は０．５０から２．５％、又は０．７５から１．２５％の軸方向弾性率を有し得る。しかし、ボールバット１０内の近隣又は周囲の材料より低い弾性率を有するあらゆる材料を使用してもよい。
【００９３】
一実施形態では、１つ以上の緩衝部２３０が、エラストマーゴム、シリコーン、ゲル発泡体、又はその他の同種の材料のような、１つ以上の粘弾性材料、及び／又は、エラストマー材料で構成される。緩衝部２３０は、代替的又は追加的に、あらゆる他の好適な緩衝材によって構成されてもよく、それには、ＰＢＯ（ポリベンゾオキサゾール）、ＵＨＭＷＰＥ（超高分子量ポリエチレン、例えば、Ｄｙｎｅｅｍａ（登録商標））、繊維ガラス、ｄａｃｒｏｎ（登録商標）（「ポリエチレン・テレフタレート」−ＰＥＴ又はＰＥＴＥ）、ｎｙｌｏｎ（登録商標）（ポリアミド）、ｃｅｒｔｒａｎ（登録商標）、Ｐｅｎｔｅｘ（登録商標）、Ｚｙｌｏｎ（登録商標）、Ｖｅｃｔｒａｎ（登録商標）、及び／又は、アラミドが具備されるが、これらに限定されず、これらは、ボールバット１０内の近隣又は周囲の材料と比較して、振動エネルギーを消散あるいは減衰する上で効果的である。
【００９４】
したがって、ボールバット１０の構成層を形成するために用いられる１つ以上の材料に依存して、（近隣又は周囲の構成材料に関連した）幅広い緩衝材料をボールバット１０に用いることができる。例えば、軟質ゴム緩衝材料は、約１０，０００ｐｓｉの軸方向弾性率を有し、一方、アラミド等の「緩衝」材料は、約１２，０００，０００ｐｓｉの軸方向弾性率を有する。アラミドの緩衝作用は、通常の軟質ゴムの緩衝作用よりも顕著に低いが、それでも、更に高い軸方向弾性率を有する周囲又は近隣のバット材料に対して相当の緩衝作用を有し、また、軟質材料と比較して高い耐久性を提供し得る。それゆえに、アラミドのように、比較的高い軸方向弾性率を有する材料を、有効な緩衝部として一部のボールバット構造内に使用してもよい。
【００９５】
各緩衝部２３０は、ボールバット１０内の１つ以上の複合層の一部を形成してもよく、又は、別の層として具備されてもよい。更に、図２１Ａに示すように、任意的に、各緩衝部２３０を近隣の複合層の間に挟んでもよい。各緩衝部２３０は、ボールバット１０内の周囲の複合材料に結合され、固定され、あるいは、取り付けられ、もしくは、融合されることが好ましい。ボールバット１０の１つ又は双方の端部における複合材料、及び／又は、緩衝部２３０の１つ又は双方の端部に隣接した位置における複合材料も、バット構造と緩衝部２３０との間に連続負荷路を提供するために、融合又は混合され得る。
【００９６】
図２１Ａに示す実施形態では、単なる例として、緩衝部２３０が、実質的にバレル壁の中間面に設置されており、そこでは剪断応力が最も高い。１つ以上の緩衝部２３０を代替的又は追加的に、バットバレル１４を構成するバレル壁の半径方向の厚み内のどこに設置してもよく、あるいは、ボールバット１０の他の領域内のいずれに設置してもよい。図２１Ｂは、例えば、緩衝部２３０が、バレル壁の内部に設置される実施形態を示す。この実施形態では、複合材料製の少なくとも１つの内層が、バレル構造内の緩衝部２３０を閉じ込めることが好ましく、緩衝部２３０の各端部を少なくとも１インチ以上超えて延びることが好ましい。別の実施形態では、１つ以上の緩衝部２３０を追加的又は代替的に、１つ以上のバレル壁の外部、又は他のバット領域に、同様に配置してもよい。
【００９７】
図２１Ｃは、多数の緩衝部２３０が、バレル壁の内部の単層内に直列的に配置された実施形態を示す。別の実施形態では、多数の緩衝部２３０が、追加的又は代替的に、並列的に設置され、つまり、バレル１４又は他のバット領域内の異なる半径方向位置において、ボールバット１０のほぼ同じ長手位置に配置され得る。ボールバット１０が多数壁バレル１４、及び／又は、１つ以上のＩＳＣＺを具備している場合は、緩衝部２３０を、１つ以上のバレル壁のあらゆる好適な位置に設置してもよく、この位置には、隣接するバレル壁の間の面、及び／又は、ＩＳＣＺの片側又は両側に対する位置が具備されている。したがって、以下に更に説明するように、所望の反応を達成するために、１つ以上の緩衝部２３０を、バレル１４、遷移領域１６、及び／又は、ボールバット１０のハンドル１２内のあらゆる位置に設置してもよい。
【００９８】
１つ以上の緩衝部２３０は、それぞれあらゆる好適な長さ、及び／又は、厚みを有する。例えば、緩衝部２３０は、長さ０．２５から５．００インチ（必要ならそれ以上）、厚み０．００４から０．１００インチ（又はあらゆる好適な厚み）である。一実施形態では、各緩衝部は０．００８から０．０２０インチの厚みを有する。緩衝部２３０は考えられるあらゆる寸法でもよく、理論上はボールバット１０のほぼ全長に広がることも可能であるが、ボールバット１０に実質的に重量を加えず、又は耐久性を顕著に下げることなく選択的に振動を緩衝するには、１つ以上の戦略的な位置に、小さい寸法の１つ以上の離散緩衝部を組み込むことが好ましい。
【００９９】
図２２は、ボールバット１０の卓越振動の腹の位置を含む、３４インチのボールバット１０の一実施形態を示す。腹とは、定常波で振幅が最大となる点である。したがって、衝突条件において、ボールバット１０の振動の腹は、ボールバット１０内の最大たわみ（振動中のバットのモード形状に特有な）の領域に位置する。ここで用いられる振動の腹とは、概ね、ボールバット１０の曲げモード、及び／又は、フープモードに関する。１つ以上のこれらの振動の腹の位置は、当業者は容易に判定できるであろうが、ボールバット１０全体の寸法及び構成により異なる。したがって、図２２に示す具体的な腹の位置は、単なる例として示すものである。
【０１００】
一実施形態では、１つ以上の振動緩衝部２３０を、ボールバット１０内の１つ以上の振動の腹に設置し、そして、任意的にボールバット１０内の１つ以上の振動の腹を実質的に中心として設置し、中心から外れた打撃によってこれらの位置に発生する振動の振幅を減少させる。また、１つ以上の緩衝部２３０を１つ以上の振動の腹に隣接して、あるいは実質的に近傍に設置することもでき、これは、腹近傍のバット領域のたわみ性が比較的高いためである。「実質的にそこに」、「そこに、又は近傍に」等の緩衝部の位置を説明するためにここで用いる用語及び語句は、概ね、緩衝部をまさに腹の位置に設置することが理想的であるが、代替的又は追加的に緩衝部を腹の近傍に設置して緩衝作用を生み出すことも可能であることを意味する。したがって、このような言葉は、緩衝部を腹に直接設置し、又は腹にかなり近接して設置し得ることを意味するように意図されている。
【０１０１】
１つ以上の緩衝部２３０は、重大な剪断歪エネルギーを吸収し、それを熱エネルギーの形態で環境に消散することにより、衝突反力とモード振動との振幅を減少させる。粘弾性材料で構成される緩衝部２３０は、例えば、典型的な弾性材料よりも低い速度で（ヒステリシスのため）エネルギーを消散するため、衝突エネルギーの消散が比較的ゆっくりと生じ、初期衝突インパルスの高い緩衝をもたらす。
【０１０２】
緩衝部２３０の好適な位置の１つは、ボールバット１０の第１曲げモードの（すなわち、基本波の）腹、又はその近傍であり、図２２において「１」で示す。第１曲げモードの腹は、全ての第１モードの中で、最大の変形と最高の歪みエネルギーとを示す。したがって、第１曲げモードの腹、又はその近傍に、すなわち、図２２に示すボールバット１０のキャップ端部から約１９から２１インチの位置に、１つ以上の緩衝部２３０を設置することにより、芯から外れた打撃から生じた多量の振動エネルギーが消散され、そうでなくとも減衰される。
【０１０３】
第２及び／又は第３曲げモードを抑制するために、１つ以上の緩衝部２３０を、ボールバット１０の第２及び／又は第３曲げモード（第１曲げモードの腹が示すような変形は示さないものの、振動作用には寄与する）の腹に、又は近傍に設置してもよく、これらを、それぞれ図２２の数字「２」及び「３」で示す。図２２に示すボールバット１０の第２曲げモードを抑制するために、例えば、１つ以上の緩衝部２３０を、ボールバット１０のキャップ端部から、約８から１０インチ、及び／又は、２６から２８インチの位置に配置してもよい。
【０１０４】
別の実施形態では、緩衝部２３０が追加的又は代替的に、ボールバット１０の基本又は第１フープモードの腹に、又は近傍に配置され、これを図２２の文字「Ａ」で示す。図２２に示すボールバット１０のキャップ端部から約４から８インチに設置されるこの腹が、実質的にＣＯＰと第１及び第２高調波曲げノードとの交点に位置する（すなわち、ボールバットの「スイートスポット」に位置する）ことから、例えあるとしても、最小限の振動がこの位置で生じる。したがって、しびれを防止するために、最小限の振動減衰（例えあるとしても）のみがこの位置に必要とされる。しかし、この「スイートスポット」の位置に、又は近傍に、１つ以上の緩衝部２３０を追加することにより、知覚されるスイートスポットの大きさが、概ね増大し、バッターにより良い感触を提供する。
【０１０５】
ボールバット１０内の振動を最小化するために、多数の緩衝部２３０を、バット構造全体のあらゆる腹の組み合わせの位置、又はその近傍に設置してもよい。各緩衝部２３０は、他の緩衝部２３０から分離されて、不連続であることが好ましく、主に単独の腹に、又はその近傍に設置される。しかし、１つ以上の個別の緩衝部２３０が２つ以上の腹に重なることも考えられる。
【０１０６】
例えば、単一の緩衝部２３０を、ボールバットの遷移領域内に設置される第１曲げモードの腹「１」と第３曲げモードの腹「３」とに重ねて配置することも可能である（例えば、図２２に示すボールバット１０のキャップ端部から約１９〜２２インチ）。しかし、全体の重量を最小化し、バット構造の十分な耐久性を維持するためには、実質的に全ての緩衝部２３０が分離していて、単一の振動の腹に、又はその近傍に、戦略的に配置されることが概ね好ましい。上述したように、特定の腹の位置に、又は近傍に、複数の緩衝部を並列的に、すなわち異なる半径方向位置に設置してもよい。
【０１０７】
図２３及び２４は、１つ以上の集中屈曲領域を含んだボールバットを示す。図２３は、集中屈曲領域３３０具備しているボールバット１０の一実施形態を示す。集中屈曲領域３３０は、上述したような構造複合材料の１つ以上を有する半径方向内側領域３３０と、ボールバット１０内の近隣の構造複合材料よりも低い軸方向弾性率を有する１つ以上の「非構造」材料を有する半径方向外側領域３３３と、を具備している。集中屈曲領域３３０の大部分又は全体をボールバットの遷移領域１６内に設置することが好ましいが、代替的又は追加的に、ボールバット１０のハンドル１２及び／又はバレル１４内に部分的に又は完全に設置してもよい。更に、１つ以上の集中屈曲領域３３０をボールバット１０内に具備してもよい。
【０１０８】
集中屈曲領域３３０の構造的半径方向内側領域３３１は、ボールバット１０内の近隣の構造材料３３５と連続していてもよく、また、開始位置及び／又は終了位置が定められた別個の領域でもよい。半径方向内側領域３３１の厚みは、ハンドル、バレル、及び／又は、遷移部を具備している近隣領域内の構造材料又は層３３５の厚みに実質的に等しくてもよく（すなわち、構造「管」は、ボールバット１０全体にわたって比較的均一な厚みを有する）、また、半径方向内側領域３３１の厚みは、ボールバット１０内の１つ以上の他の構造領域と比較して異なってもよい。
【０１０９】
「窪んだ」集中屈曲領域３３０を具備することにより、半径方向内側領域３３１内の構造層又は材料、あるいは構造「管」の外径及び内径は、ボールバット１０内の近隣領域と比較して減少する。ボールバット１０の特定の長手方向位置での材料領域の構造軸曲げ剛性（ＥＩ）は、材料領域の外径Ｄ0、材料厚み（Ｄ0−Ｄi）、材料軸方向弾性率Ｅ、の関数であり、以下の式により定められる。
管構造の曲げ剛性＝ＥＩ＝
【０１１０】
図面においては、参照符号Ｄ0、Ｄ0'、Ｄi、及びＤi'は、それぞれの直径が測定されるボールバット１０内の位置を示す。例えば、Ｄ0は、ボールバット１０の外径が測定される位置である。Ｄiは、集中屈曲領域３３０以外のいずれかの領域での、ボールバット１０の壁又は管の内径が測定される位置である。したがって、Ｄ0及びＤiは、ハンドル１２、遷移部１６及び／又はバレル１４の間で、及び／又は、範囲内で、通常異なるものである。Ｄ0'及びＤi'は、それぞれ集中屈曲領域３３０の半径方向内側領域３３１の外径及び内径が測定されるボールバット１０の位置である。
【０１１１】
集中屈曲領域３３０の半径方向内側領域３３１内の構造材料の外径Ｄ0'を減少させることにより、ボールバット１０内の近隣の領域と比較して、その位置における構造「管」の軸方向剛性が顕著に減少する。そして、集中屈曲領域３３０は、一般的に、ボールバット１０の「キックポイント」と一致する。キックポイントとは、バット１０の回転中に生じる慣性に起因するボールバット１０内の最大曲率の地点である。
【０１１２】
集中屈曲領域３３０の考えられる１つの位置は、遷移部１６内の、ボールバット１０の一次基本振動の腹の近傍である。一般的に、この位置は、ハンドル１２の端部の、丁度バットの外径（Ｄ0）が増加し始める位置、又はその近傍である。この領域は、スイング中に最大の軸方向たわみの影響を受けやすく、そのため、バット１０がこの特定の領域内で曲がるという自然な傾向を利用して、選手の特定のスイングのスタイルに合わせて調整することができる。この位置におけるいくつかの利点は、典型的なボールバット１０の外径（Ｄ0）が、この位置における断面剛性が顕著に増加するほどに大きくないことと、バットスイングの加速中の慣性負荷がバットを曲げるのに十分なバレルの質量が、この部分の先に存在することである。更に、通常、この位置へのボールの衝突は稀であるため、この位置のバットを軸方向に柔軟にしても、バットの耐久性が顕著に悪影響を受けることはないといえる。
【０１１３】
例えば、アルミニウム（Ｅ＝１０6ｐｓｉ）等の特定の均質材料にとって、１．５０インチの外径Ｄ0と０．１０インチの厚み（Ｄ0−Ｄi）とを有する壁又は構造管の屈曲剛性は、１．１５インチの外径Ｄ0'を有する同一の厚みの壁又は管よりも約２３５％大きい（すなわち、２．３５倍硬い）。したがって、直径１．５０インチの管を直径１．１５インチの管と同じたわみで屈曲するには、約２．３５倍の負荷が必要となる。言い換えると、固定したエネルギーのスイングでは、ボールバット１０の直径１．１５インチの構造領域は、直径１．５０インチの構造領域よりも、約２３５％大きいポテンシャルエネルギーを屈折し、跳ね返す（実際の差は、集中屈曲領域３３０の半径方向外側領域３３３の材料特性次第で異なる）。
【０１１４】
したがって、集中屈曲領域３３０の半径方向内側領域３３１内の構造材料の局所直径（Ｄ0'）にわずかな変更を加えることにより、ボールバット１０の局所軸方向剛性及び可撓性が、顕著に減少し、又は変更され得る。構造材料の中でのこれらの直径の変更による所望の効果を達成するために、集中屈曲領域３３０の半径方向外側領域３３３が、ボールバット１０内の１つ以上の近隣の構造材料３３５の軸方向弾性率より低い軸方向弾性率を有する１つ以上の材料で構成されることが好ましい。
【０１１５】
ここでは「緩衝材料」と呼ぶこれらの軸方向弾性率が低い材料は、エラストマーゴム、シリコーン、ゲル発泡体、又はその他の同種の材料等の、比較的低い軸方向弾性率を有する１つ以上の粘弾性又はエラストマー材料を具備し得る。ボールバット内の近隣の構造材料３３５よりも低い弾性率を有するあらゆる他の材料を、代替的又は追加的に、半径方向外側領域３３３内に用いてもよく、それには、ＰＢＯ（ポリベンゾオキサゾール）、ＵＨＭＷＰＥ（超高分子量ポリエチレン、例えば、Ｄｙｎｅｅｍａ（登録商標））、繊維ガラス、ｄａｃｒｏｎ（登録商標）（「ポリエチレン・テレフタレート」−ＰＥＴ又はＰＥＴＥ）、ｎｙｌｏｎ（登録商標）（ポリアミド）、ｃｅｒｔｒａｎ（登録商標）、Ｐｅｎｔｅｘ（登録商標）、Ｚｙｌｏｎ（登録商標）、Ｖｅｃｔｒａｎ（登録商標）、及び／又は、アラミドが含まれるが、これらに限定されない。
【０１１６】
したがって、ボールバット１０の構造層３３５を形成するために用いる１つ以上の材料次第で、（近隣又は周囲の構造材料３３５と比較して）多種多様の緩衝材を、集中屈曲領域３３０の半径方向外側領域３３３内に用い得る。例えば、軟質ゴム緩衝材料は約１０，０００ｐｓｉの軸方向弾性率を有し、一方、アラミド等の「緩衝」材料は、約１２，０００，０００ｐｓｉの軸方向弾性率を有する。アラミドの軸方向弾性率は、通常の軟質ゴム材料の軸方向弾性率よりも顕著に大きいが、それでも、アラミドは、更に高い軸方向弾性率を有する周囲又は近隣の構造バット材料に対して相当の緩衝作用を有し、軟質材料と比較して高い耐久性を提供し得る。それゆえに、アラミドのように比較的高い軸方向弾性率を有する材料を、有効な緩衝部として一部のボールバット構造に使用してもよい。
【０１１７】
図２４は、考えられる集中屈曲領域３３０の一構成を示すが、集中屈曲領域３３０内に、減少された軸方向剛性を提供するために好適な、あらゆる他の形状又は構成を用いてもよい。集中屈曲領域３３０の半径方向外側領域３３３は、約０．０６０から０．２５０インチ、又は０．０８０から０．１２０インチの深さ（Ｄ0−Ｄ0'にほぼ等しい）を有することが好ましい。あらゆる他の深さを代わりに用いてもよい。ＩＳＣＺ又は同様の領域がボールバット１０（例えば、多数壁バット内）内に具備された場合は、半径方向領域３３３はＩＳＣＺにまで延びる（又はＩＳＣＺ内の開口を通り抜ける）深さを有し得る。
【０１１８】
半径方向外側領域３３３の基部は、０．２０から１．５０インチ、又は０．４０から０．８０インチの長さを有することが好ましく、半径方向外側領域３３３の（ボールバット１０の外面に対応する）外面は、約０．２５から２．５０インチ、又は０．５０から１．５０インチの長さを有することが好ましい。半径方向外側領域３３３は、あらゆる他の好適な寸法を有してもよく、（例えば、図２４に示すように）テーパ状端領域３３４を有しても、有しなくてもよい。
【０１１９】
一実施形態では、半径方向外側領域３３３の深さは、半径方向内側領域３３１の厚みの、６０％から１５０％、又は８０％から１２０％である。追加的又は代替的に、半径方向内側領域３３１の外径Ｄ0'は、ボールバット１０内の近隣の長手方向領域の外径Ｄ0の、６０％から９５％、又は７０％から８５％である。追加的又は代替的に、集中屈曲領域３３０は、ボールバットの近隣の長手方向領域の軸方向剛性の、１０％から９０％、又は３０％から７０％、又は４０％から６０％の軸方向剛性を有するように調整される。この減少された軸方向剛性は、半径方向外側領域３３３内の材料が、ボールバット１０内の近隣領域より低い軸方向弾性率を有する結果、及び／又は、半径方向内側領域３３１が、ボールバット１０内の近隣の長手方向領域よりも小さい外径Ｄ0'及び／又は厚み（Ｄ0'−Ｄi'）を有する結果である。１つ以上のこれらの相対的な比率は、特定のバット設計の指示に応じて、ここに記述される制限を越えて異なり得るものである。
【０１２０】
１つ以上の集中屈曲領域３３０の位置、形状、及び構成は、特定のボールバット１０の構成要件に基づいて異なり得る。遷移部１６内に集中屈曲領域３３０を設置することにより、例えば、バットの屈曲性を増加させることができ、また、振動エネルギーをバット構造から減衰させることができ、その結果、バレルの動力学特性が向上する。集中屈曲領域３３０の軸方向剛性及び位置を調整して、異なる打撃スタイル（例えば、押すスタイル又はスナップスタイル）に特定の反跳を提供してもよい。集中屈曲領域３３０を、例えば、典型的な野球バットのバレル１４の近くに設置してもよく、また、典型的なファストピッチ・ソフトボール用バットのハンドル１２の近くに設置してもよい。
【０１２１】
一般的に、スイング中に増大した「スナップバック」を提供するために、集中屈曲領域３３０をテーパ部１６内にバレル１４に向けて配置してもよく、また、スイング中にバットを「押す」傾向にある選手に少ないスナップバックを提供するために、テーパ部１６内にハンドル１２に向けて配置してもよい。したがって、特定のバット設計の要件に応じて、１つ以上の集中屈曲領域３３０をバット構造内のどこにでも配置し得る。
【０１２２】
ここに説明した種々のボールバットの実施形態は、あらゆる好適な方法により構成され得る。一実施形態では、所望のバット形状を有するマンドレル又は同様の構造上に、バット１０の種々の層を圧延することにより、ボールバット１０が構成される。上述の実施形態で説明したように、あらゆるＩＳＣＺ、ＩＳＡ領域、半径方向コンプライアンス領域、緩衝要素、及び／又は、集中屈曲領域が、好適に戦略的に作成され、配置され、設置され、及び／又は、配向される。
【０１２３】
材料層の端部は、硬化の前に端部が同じ位置で終わらないように、相互に離れた状態又はオフセットであることが好ましい。更に、様々な層配向及び／又は肉厚を用いる場合は、所望のバット形状を形成するために、層をずらし、切り、あるいは角度をつけ、手を加えてもよい。そして、バット１０を硬化するために熱及び圧力を加えると、様々な層は、特徴的な「一体型」又は一体化した構造へと融合する。更に、複合材料の加熱及び硬化中に、集中屈曲領域３３０の半径方向外側領域３３３内に用いられるあらゆる緩衝部２３０及び／又は緩衝材料が、周囲の複合材料と溶融して、バット構造全体の一体部分になることが好ましい。
【０１２４】
別の言い方をすれば、バットの全ての層は単一のステップ内で「共硬化」され、少なくとも一端において融合し、あるいは一緒に終って、（少なくとも一端において）隙間を有さない単一構造を帰結し、したがって、バレル１４は、それぞれ異なる肉厚を有し管の端部で終わる一連の管で構成されない。その結果、全ての層が、ボールの打撃中等の荷重条件下において一致して機能する。バレル１４の片方又は双方の端部が、このように一緒に終わって、１つ以上のバレル壁（ＩＳＣＺが使用されたか否かによる）を具備した一体型バレル１４を形成し得る。別の設計では、バレルのどちらの端部も融合されず、複数部分からなる構造が形成される。
【０１２５】
したがって、いくつかの実施形態を示し、説明してきたが、本発明の趣旨及び範囲から逸脱しない範囲において、種々の変更及び置換を行い得ることは当然である。したがって、本発明は、以下の請求の範囲及びその等価物以外によって限定されるべきではない。
【図１】
0005393721.tif 000002
【図２】
0005393721.tif 000003
【図３】
0005393721.tif 000004
【図４】
0005393721.tif 000005
【図５】
0005393721.tif 000006
【図６】
0005393721.tif 000007
【図７】
0005393721.tif 000008
【図８】
0005393721.tif 000009
【図９】
0005393721.tif 000010
【図１０】
0005393721.tif 000011
【図１１】
0005393721.tif 000012
【図１２】
0005393721.tif 000013
【図１３】
0005393721.tif 000014
【図１４】
0005393721.tif 000015
【図１５】
0005393721.tif 000016
【図１６】
0005393721.tif 000017
【図１７】
0005393721.tif 000018
【図１８】
0005393721.tif 000019
【図１９】
0005393721.tif 000020
【図２０】
0005393721.tif 000021
【図２１Ａ】
0005393721.tif 000022
【図２１Ｂ】
0005393721.tif 000023
【図２１Ｃ】
0005393721.tif 000024
【図２２】
0005393721.tif 000025
【図２３】
0005393721.tif 000026
【図２４】
0005393721.tif 000027